[发明专利]波浪能发电装置

说明书

所属领域：本发明属于波浪能发电领域。

背景技术：波浪能有分散和不规则的特点，需要经过复杂的传动转换过程才能驱动发电机。

发明内容：发明目的是提供一种简单直接地利用波浪能发电的装置。

技术方案：发电装置可浮于水面，其主体结构具有柔性特征可随波浪起伏而同步起伏变形。发电装置包含有柔性的挤压生电材料，发电装置随波浪起伏变形时柔性的挤压生电材料也一同发生起伏变形而产生电能。发电装置随波浪起伏运动的动能的大小取决于波浪大小和发电装置重量的大小，发电装置具有空腔可改变其内容物含量多少而改变发电装置的重量。

具体实施方式：此发电装置以柔性浮体作为工作主体，浮体的柔性是指其主体结构可随波浪起伏而一同起伏变形。柔性浮体可采用柔性材料制作；也可在用柔性材料作为主体结构材料时还采用一些刚性材料的部件，只要刚性材料的部件不制止主体结构伴随波浪而起伏变形即可。

发电装置具有可充装内容物的空腔，而且可有多个空腔。空腔的最佳结构方式是可变容量的软囊结构，但采取其他不变容量的结构也可行。可在波浪变大时对软囊加装水增加浮体的重量而增加起伏时的动能，可在波浪较小时减少软囊内的水量减小浮体的重量而确保浮体灵活自由地起伏。还可用软囊加装和排放空气而调节浮体的浮起高度，设在海面的发电装置遇到台风到来时可降低软囊中的空气含量而降低浮起高度(或者下沉到水面下)减小受风负荷。软囊设有阀门便于加装和排放液体、气体。

发电装置的组成材料包含有柔性的挤压生电材料，柔性的挤压生电材料可进行反复弯曲变形，柔性浮体在起伏变形时使柔性的挤压生电材料一同起伏变形而产生电能。柔性的挤压生电材料可由多个面积较小的个体材料组合铺设形成很大的总铺设面积，大面积的浮体充分铺设大量挤压生电材料就得到大面积的发电装置，可利用大面积水域的波浪能来发电。柔性的挤压生电材料可包括各种柔性的压电薄膜、摩擦生电薄膜(摩擦生电薄膜是指可利用外力作用产生机械形变致使各层薄膜发生相互摩擦，从而产生电荷分离形成电势差的双层或多层复合薄膜)、压电纤维纺织品等可反复弯曲变形并在变形时产生电能的材料。为增加发电能力可将挤压生电材料多层叠加。每张生电薄膜的生电膜面连接着输出电路可对外输出电能。输出电路可将不同铺设区域的各张生电薄膜产生的电能协调集中输出。

因现有的柔性挤压生电材料的压电功率密度和机电转换效率一般小于硬性压电材料，在现有的技术背景下还可添加如下设计：柔性浮体附带有多个小面积的硬质小部件而且硬质小部件不制止浮体主体结构伴随波浪发生起伏变形，各硬质小部件之间存在着交叉重叠部位，随着柔性浮体的反复起伏变形各硬质小部件之间的间隙大小也发生反复变化，而各硬质小部件相交叉重叠的部位在间隙变小时可发生挤压碰撞，在各硬质小部件可发生挤压碰撞的部位存在着硬性压电材料，当柔性浮体起伏变形时各硬质小部件之间发生挤压碰撞使硬性压电材料被挤压而产生电能。硬性压电材料可包括压电陶瓷、压电晶体等各种不可自由弯曲折叠的压电材料。硬质小部件之间发生交叉重叠的方式可包括具有接触间隙且间隙的大小可变的覆盖、啮合、套接等方式。硬性压电材料的生电部位连接着输出电路。输出电路可将设置在不同区域的各个硬性压电材料产生的电能协调集中输出。

此发电装置还可作为浮桥提供水面交通功能，还可挂载水产养殖网箱等设备，还可承载其他工作与娱乐设施充当工作与娱乐场所。